资源简介

(共102张PPT)
第1讲　DNA是主要的遗传物质
第六单元
遗传的分子基础
01
考点一
知识·能力·素养
考法·考技·考能
光滑
有
无
已经加热杀死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为
R型细菌无毒性、S型细菌有毒性
被加热杀死的S型细菌无毒性
R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的“转化因子”
DNA有转化作用，DNA的水解产物没有转化
荚膜多糖、蛋白质没有转化作用
作用
×
×
×
×
√
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
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2
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1
2
3
4
02
考点二
噬菌体侵染细菌
实验
知识·能力·素养
考法·考技·考能
大肠杆菌的核糖体
四种脱氧核苷酸
大肠杆菌的氨基酸
没有进入
上清液
吸附在细菌表面
沉淀物
进入
沉淀物
还没有侵染到大肠杆菌细胞内
在大肠杆菌内
增殖后释放出子代T2噬菌体
×
√
×
√
×
×
03
考点三
烟草花叶病毒感染
烟草叶实验及生物的遗传物质
知识·能力·素养
考法·考技·考能
RNA
蛋白质
DNA
绝大多数
×
√
√
×
×
DNA或RNA
DNA和RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或RNA
DNA
DNA
04
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
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1
2
3
4
5第1讲　DNA是主要的遗传物质
课标要求
核心素养
亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上
1．认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征(生命观念)2．总结细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程(科学思维)3．分析人类对遗传物质探究的实验设计思路(科学探究)
考点一　肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌类型
　　　　特点类型　　　　
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
2．格里菲思的体内转化实验
(1)实验①②对比，说明R型细菌无毒性、S型细菌有毒性。
(2)实验②③对比，说明被加热杀死的S型细菌无毒性。
(3)实验②③④对比，说明R型细菌转化为S型细菌。
(4)结论：已经加热杀死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3．艾弗里的体外转化实验
(1)实验①②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。
(2)实验③④说明DNA有转化作用，DNA的水解产物没有转化作用。
1．格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。
(×)
提示：格里菲思的肺炎双球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。
2．肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。
(×)
提示：肺炎双球菌转化实验说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质。
3．从格里菲思的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。
(×)
提示：S型活细菌是由R型细菌转化而来的。
4．肺炎双球菌体外转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质等物质分开，分别观察其遗传作用。
(√)
5．肺炎双球菌属于寄生细菌，其蛋白质在寄主细胞的核糖体上合成。
(×)
提示：肺炎双球菌是原核生物，其蛋白质在自身核糖体上合成。
1．在体内转化实验中，如果没有第三组实验，能否得出格里菲思的结论？为什么？___________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促成R型活细菌转化成S型活细菌的“转化因子”
2．体外转化实验中，设置“加入S型细菌的DNA和DNA酶”实验组的作用是___________________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：起对照作用，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质
肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较
项目
体内转化实验
体外转化实验
培养细菌
小鼠体内培养
培养基体外培养
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌体内各成分的相互对照
实验结果
已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
实验结论
已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”
DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质
联系
①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则
请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料，设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期实验结果及结论。
提示：实验思路：(1)将加热杀死的S型细菌体内物质分离，分别得到蛋白质和DNA。(2)将分离得到的S型细菌蛋白质和DNA分别与R型细菌混合一段时间后，再分别注射入甲、乙两组小鼠体内，观察两组小鼠的存活情况。实验结果及结论：
甲组小鼠不死亡，乙组小鼠死亡，并在乙组小鼠体内发现活的S型细菌，则证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
考查肺炎双球菌转化实验
1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D　[本题主要考查遗传物质的探索历程，考查学生的理解能力和实验与探究能力。四组实验相互对照，均为实验组，A项错误；实验2中小鼠体内只存在S型细菌，B项错误；该实验只能证明“转化因子”的存在，但不能证明其化学成分，C项错误。]
2．(多选)(2021·山东曹县一中月考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，进行了如图所示的转化实验。对本实验作出的分析，正确的是(　　)
甲组
乙组
丙组
A．本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
ACD　[本实验通过加蛋白酶和DNA酶解去除相应的物质，将DNA、蛋白质分开，用单一成分进行研究，A正确；甲组是混合培养，乙组是除去蛋白质后再混合培养，均能发生转化，但转化率低，培养皿中有R型及S型菌落，B错误；乙组实验中加蛋白酶处理后，培养皿中有S型菌落，则说明提取物仍有转化活性，C正确；丙组实验中加入DNA酶后，没有S型菌落，说明DNA的结构被破坏了，若是结构完整，则有S型菌落，进一步对照说明DNA使R型菌发生转化，D正确。]
肺炎双球菌转化实验的拓展考查
3．(2020·辽宁五校协作体联考)某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、加热杀死的S型菌和R型活菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　乙　　　　丙　　　
丁
A．若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA，得到的菌落类型与丁不同
B．甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置
C．丁组的实验结果说明了使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA
D．该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等
D　[培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA，可使部分R型菌发生转化，得到的菌落类型与丁相同，A项错误；丙组作为丁组的对照组，排除加热杀死的S型菌复活的可能，B项错误；丁组的实验结果只能说明加热杀死的S型菌可以使R型菌发生转化，不能说明使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA，C项错误；该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等，D项正确。]
4．肺炎双球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌，下列叙述正确的是(　　)
A．R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了染色体变异
B．进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶的结合位点
C．R型菌转化成S型菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变
D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B　[原核细胞不含染色体，R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了基因重组而不是染色体变异，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶的结合位点，B正确；R型菌和S型菌的DNA都是双链结构，其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然占50%，C错误；荚膜多糖不属于蛋白质，所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D错误。]
　有关肺炎双球菌“转化”的两个易错点
(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
(2)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是一小部分R型细菌被转化成S型细菌。
考点二　噬菌体侵染细菌实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等
(1)T2噬菌体的结构
(2)T2噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
T2噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
合成T2噬菌
原料
大肠杆菌的氨基酸
体蛋白质
场所
大肠杆菌的核糖体
2．实验方法：放射性同位素标记法。
3．实验过程和结果
4．实验结果分析
组别
现象
分析原因
35S标记T2噬菌体→细菌
上清液放射性高
蛋白质外壳没有进入(填“进入”或“没有进入”)大肠杆菌，离心后存在于上清液中
沉淀物放射性低
搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中
32P标记T2噬菌体→细菌
沉淀物放射性高
DNA进入(填“进入”或“没有进入”)大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中
上清液放射性低
(1)保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；(2)保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体
1．噬菌体侵染细菌的实验不如肺炎双球菌转化实验具有说服力。
(×)
提示：噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力。
2．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②。
(√)
3．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。
(×)
提示：分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，而不是培养噬菌体，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。
4．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。
(√)
5．用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。
(×)
提示：子代噬菌体都不含35S。
6．32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。
(×)
提示：不能说明蛋白质不是遗传物质。
1．在生物实验设计中，实验材料是实验成功的关键。在证明哪类物质是遗传物质的实验中，艾弗里和赫尔希选用细菌或病毒作实验材料的优点是_____________________________________________________________。
提示：(1)个体小、结构简单；(2)繁殖快
2．获得32P标记的T2噬菌体的步骤是__________________________
_____________________________________________________________。
提示：(1)配制培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸；(2)在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养；(3)在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P
噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较
比较项目
噬菌体侵染细菌实验
肺炎双球菌体外转化实验
设计思路
设法将DNA和其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能
处理方法
放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素
直接分离法：分离S型细菌的多种组成物质，分别与R型细菌混合培养
检测结果的方式
检测放射性位置
观察菌落类型
结论
DNA是遗传物质
DNA是遗传物质，蛋白质等物质不是遗传物质
1．结合教材两大经典实验，尝试总结作为遗传物质具备的条件有哪些。
提示：(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有储存大量遗传信息的潜在能力。
(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
2．根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
提示：(1)实验思路：甲组，将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性；乙组，将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。　(2)预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。
考查噬菌体侵染细菌实验
1．(2020·常熟检测)如图是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程，A代表噬菌体侵染细菌、B代表噬菌体空壳、C代表大肠杆菌。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，培养液中需含32P的无机盐
B．若要证明DNA是遗传物质，还需设计一组用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验作对照
C．保温时间延长会提高噬菌体侵染细菌的成功率，使上清液中放射性的比例下降
D．噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，大肠杆菌为噬菌体繁殖提供了所有条件
B　[该实验用32P标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，故培养液不能用32P标记，A错误；再设计一组用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验作对照，才能证明DNA是遗传物质，B正确；保温时间过长，会导致子代噬菌体释放出来，出现在上清液，引起上清液的放射性增强，C错误；噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA是噬菌体提供的，DNA复制、转录、翻译的原料，酶，场所等是大肠杆菌提供的，D错误。]
2．(多选)(2020·山东3月联考)图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的两个实验，正确的是
(　　)
图1
图2
A．甲处的T2噬菌体一定含有放射性
B．乙处的T2噬菌体不一定含放射性
C．两个实验结合起来能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
D．如果培养2代以上，乙处含放射性的T2噬菌体并不增多
ABD　[甲处的T2噬菌体是利用被35S或32P标记的大肠杆菌培养出的子代噬菌体，其一定含有放射性，A正确；T2噬菌体利用大肠杆菌的原料进行DNA的半保留复制，在图1中，子一代噬菌体都含有32P，子二代噬菌体则不一定含有32P，故乙处的T2噬菌体不一定含放射性，B正确；图2实验不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；由于DNA复制的特点是半保留复制，一个T2噬菌体复制n代，含32P的T2噬菌体占2/2n，即培养2代以上，乙处含放射性的T2噬菌体所占比例越来越小，D正确。]
　“二看法”判断子代噬菌体标记情况
噬菌体侵染实验的拓展考查
3．噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入噬菌体的基因中，使外源蛋白和噬菌体蛋白融合表达，融合蛋白质随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．可用动物细胞代替大肠杆菌培养噬菌体
B．外源基因表达所需要的模板和原料来自宿主细胞
C．子代噬菌体表面融合蛋白具有特定的生物功能
D．若用35S标记噬菌体外壳，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35S
C　[病毒的宿主细胞往往具有特异性，如T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内，A错误；外源基因表达所需要的模板来自自己，原料来自宿主细胞，B错误；融合蛋白具有特定的生物功能，C正确；若用35S标记噬菌体外壳，则子代噬菌体表面融合蛋白上检测不到35S，D错误。]
4．(2020·滨州模拟)T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型，甲、乙、丙独立感染大肠杆菌时均无法增殖。不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时，两种噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用；两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质交叉互换的过程(如图)。实验发现，甲与乙同时感染大肠杆菌产生了子代噬菌体；甲与丙同时感染大肠杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体，但偶尔也会产生子代噬菌体。基于上述事实作出的推断不合理的是(　　)
A．甲、乙突变体是由不同基因突变形成的
B．甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷
C．甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来
D．甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换
C　[甲与乙同时感染大肠杆菌，产生了子代噬菌体，表明甲、乙中的相应突变基因之间的关系应为不同基因，因为它们表达的蛋白质可以相互弥补缺陷，从而实现产生子代的能力，A正确；甲与丙同时感染大肠杆菌，大多数情况下不能产生子代噬菌体。表明两突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷，故可推测甲、丙的相应突变基因是由同一基因突变来的，B正确，C错误；甲与丙同时感染大肠杆菌后，偶尔也会产生子代噬菌体。原因可推测是两个突变体的DNA之间发生片段的交换，使得其中一个噬菌体的DNA拥有了全部的正常基因，从而可以产生后代，D正确。]
考点三　烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
2．探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
1．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
(×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
2．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。
(√)
3．生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。
(√)
4．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。
(×)
提示：细胞生物的遗传物质是DNA。
5．小麦的遗传物质主要是DNA。
(×)
提示：小麦的遗传物质是DNA。
1．把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁，用细菌过滤器过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病的原因是___________________________
_____________________________________________________。
提示：烟草花叶病毒很小，能通过细菌过滤器
2．对细胞生物和病毒的遗传物质的概述是__________________
_____________________________________________________。
提示：细胞生物和一部分病毒的遗传物质是DNA，另一部分病毒的遗传物质是RNA
探索“遗传物质”的思路和方法
(1)探究思路
①若探究哪种物质是遗传物质——设法将该物质分开，单独观察其作用。
②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。
(2)4种方法
1．归纳不同生物的遗传物质
生物类型
病毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
体内碱基种类
4种
5种
5种
体内核苷酸种类
4种
8种
8种
遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝藻
玉米、小麦、人
2．将甲细菌提取物(含A、B、C、D四种有机物的混合物)和活的乙细菌混合培养一段时间后，从培养基中分离出了活的甲细菌。在无法对上述四种物质进行分离和提纯的前提下，为确定A～D中是哪种物质能使乙细菌转化为甲细菌，请根据题意设计相关实验。要求写出实验设计思路、预期结果及结论。
提示：实验设计思路：取适量的甲细菌的细胞提取物分成4等份，分别放在4支试管中并编号，再分别加入可分解A、B、C、D的酶，一段时间后，分别和有乙细菌的培养基混合培养并观察结果。
预期结果和结论：其中有一组混合培养基中没有分离出活的甲细菌；加酶后没有分离出活的甲细菌的实验组中所含对应的有机物为转化物质。
考查烟草花叶病毒侵染烟草叶实验
1．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是
(　　)
实验编号
实验过程
实验结果
病斑类型
病斑中分离出的病毒类型
①
a型TMV感染植物
a型
a型
②
b型TMV感染植物
b型
b型
③
组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物
a型
a型
A.实验①　　B．实验②　　C．实验③　　D．实验④
C　[因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型就应该是b型。]
综合考查人们对遗传物质本质的探究历程
2．(2020·张家口检测)人们对遗传物质本质的探索经历了漫长曲折的过程，下列有关叙述正确的是(　　)
A．孟德尔使用豌豆进行实验，证明了遗传因子是某种物质，即基因
B．摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说—演绎法证明了基因在染色体上
C．肺炎双球菌转化实验中，加热处理后的蛋白质和DNA均发生不可逆变性
D．烟草花叶病毒感染烟草实验证明了病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质
B　[孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传因子的存在及遗传规律，并没有证明遗传因子是哪种物质，A错误；摩尔根运用假说—演绎法证明了控制果蝇红白眼的基因在X染色体上，B正确；对S型细菌进行加热处理，蛋白质变性是不可逆的，而DNA加热冷却后结构依然保持原样是可逆的，C错误；烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能证明所有病毒的遗传物质都是RNA，D错误。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．细菌转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA进入R型细菌中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。2．加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。3．并非所有的R型细菌都能被转化，只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。转化效率与DNA纯度有关，纯度越高，转化效率越高。4．体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠死亡。
1．格里菲思实验的结论是加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。2．艾弗里实验的结论是DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质，且蛋白质不是遗传物质。3．在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。4．证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。5．病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2020·7月浙江选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是(　　)
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
D　[R型菌转化为S型菌属于基因重组，是可遗传变异，能够稳定遗传，A项错误。能使R型菌转化为S型菌的转化因子是S型菌的DNA，而不是荚膜物质，B项错误。转化因子是DNA而不是蛋白质，所以蛋白质不会使R型菌转化为S型菌，C项错误。S型菌提取物中的DNA经过DNA酶处理后会被降解，从而不能使R型菌转化为S型菌，D项正确。]
[全国卷·命题研析借鉴]
2．(2019·海南高考)下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是(　　)
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
B　[红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1，属于性状分离现象，不能说明RNA是遗传物质，A错误；病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B正确；加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌，只能说明加热杀死的S型菌中存在转化因子，不能说明RNA是遗传物质，C错误；用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，说明蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明RNA是遗传物质，D错误。]
3．(2019·江苏高考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是(　　)
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
C　[蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B错误；DNA的复制为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。]
4．(2018·浙江高考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的实验的叙述，正确的是(　　)
A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV
A的RNA和TMV
B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV
A的遗传物质
D　[DNA复制为半保留复制，新链合成过程中的原料由细菌提供，故只有少部分子代噬菌体具有放射性，A错误；肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B错误；肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，但没有做S型菌的蛋白质能否使R型菌转化为S型菌的实验，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV
A的RNA和TMV
B的蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型为A型，说明RNA是TMV
A的遗传物质，D正确。]
5．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
C　[T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸等)为原料合成子代噬菌体，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。]
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-(共81张PPT)
第2讲　DNA分子的结构、复制与基因的本质
第六单元
遗传的分子基础
01
考点一
DNA分子的结构和
基因的本质
知识·能力·素养
考法·考技·考能
磷酸和脱氧核糖
碱基互补配对
脱氧核苷酸
4n
碱基对排列顺序
小于
4种碱基
×
√
×
×
×
2
脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
氢键
磷酸二酯键
氢键
②
①
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02
考点二
DNA分子的复制
知识·能力·素养
考法·考技·考能
亲代DNA
子代DNA
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
半保留复制
双螺旋
碱基互补配对原则
遗传信息
连续性
3H、15N
×
×
×
√
√
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03
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
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5第2讲　DNA分子的结构、复制与基因的本质
课标要求
核心素养
1．概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上2．概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息3．概述DNA分子通过半保留方式进行复制
1．DNA的结构决定DNA的功能(生命观念)2．建立DNA分子双螺旋结构模型(科学思维)3．验证DNA分子通过半保留方式进行复制(科学探究)
考点一　DNA分子的结构和基因的本质
1．DNA分子的结构
2．DNA分子的特性
(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
3．基因的本质
(1)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
(2)基因与碱基的关系
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。
(人教版必修2
P58“科学·技术·社会”)如何获得DNA指纹图谱？该技术有哪些应用？
提示：(1)应用DNA指纹技术，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。(2)由于每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。
1．沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。
(√)
2．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。
(×)
提示：一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。
3．DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。
(×)
提示：DNA的空间结构都是双螺旋结构，与多样性和特异性无关。
4．DNA分子中G和C所占的比例越大，其稳定性越低。
(×)
提示：G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，因此，DNA分子中G和C所占的比例越大，稳定性越高。
5．基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例也是80%。
(×)
提示：基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中还有大量的非基因序列，故无法确定相同比例是多少。
1．基因的本质是_________________________________。
提示：具有遗传效应的DNA片段
2．基因是碱基对随机排列成的DNA分子片段吗？为什么？
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：基因不是碱基对随机排列成的DNA分子片段。在自然选择过程中，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列控制的性状，因生物不能成活，而被淘汰掉了
碱基互补配对原则及相关计算
DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论如下：
1．双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。简记为：DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半。
2．在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，则?A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。
简记为：配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等。
3．双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中一条链上，＝m，则＝＝m，互补链中＝。
简记为：DNA两条互补链中，不配对两碱基之和的比值互为倒数，乘积为1。
4．双链DNA分子中，若＝b%，则＝%。
根据DNA的下列两模型思考回答：
图1　　　　　　　　　图2
(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
考查DNA分子的结构及特点
1．(2020·湖北部分重点中学考试)如图为真核细胞内某基因(15N标记)的部分结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是(　　)
A．该基因的特异性表现在碱基种类上
B．DNA聚合酶可催化①和③处化学键的形成
C．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3/2
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
C　[该基因的特异性表现在碱基对的排列顺序上，A错误；①处的化学键为氢键，DNA聚合酶不能催化氢键的形成，B错误；该基因中A占20%，则T占20%，G和C分别占30%，该基因中＝，根据碱基互补配对原则，DNA分子的一条单链中的值等于其互补链和整个DNA分子中的值，因此该基因的一条脱氧核苷酸链中也为，C正确；将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占＝，D错误。]
2．(2020·湖北名校联盟)利用DNA指纹技术进行亲子鉴定具有极高的准确率，下列不能作为该项技术的科学依据的是(　　)
A．基因在染色体上呈线性排列
B．不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序
C．同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的
D．子代的染色体一半来自父方一半来自母方
A　[无论是否有亲子关系，真核生物的核基因在染色体上都呈线性排列，不能作为亲子鉴定的依据，A符合题意；不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序，故DNA具有特异性，可以作为亲子鉴定的依据，B不符合题意；同一个体不同体细胞是由有丝分裂而来的，故核DNA是相同的，可以作为亲子鉴定的依据，C不符合题意；子代的染色体一半来自父方一半来自母方，即核DNA一半来自父方，一半来自母方，携带父母双方的遗传物质，故可以作为亲子鉴定的依据，D不符合题意。故选A。]
考查基因的本质及与DNA和染色体的关系
3．(2020·重庆一模)下列有关基因的叙述，错误的是(　　)
A．摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为“基因”
B．随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体
C．一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段
D．研究表明，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系
A　[摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字为“基因”，A错误；DNA主要存在于染色体上，少量存在于细胞质中，故染色体是基因的主要载体，B正确；基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，C正确；生物的性状由基因和环境共同决定，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，D正确。]
4．(多选)(2020·烟台教育评价检测)下列关于染色体和基因的叙述，正确的是(　　)
A．性染色体上的基因所控制的性状不一定和性别相联系
B．同源染色体上的基因的遗传不符合孟德尔自由组合定律
C．减数分裂中细胞内核基因的行为和染色体的行为一致
D．摩尔根是第一个将基因定位在染色体上的科学家
BCD　[位于性染色体上的基因，属于伴性遗传，其相应的性状表现一定与性别相关联，A错误；同源染色体上的等位基因的遗传符合孟德尔的分离定律，不符合自由组合定律，B正确；减数分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，C正确；摩尔根通过果蝇的红白眼实验第一次证明基因在染色体上，D正确。]
考点二　DNA分子的复制
1．概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
2．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
3．过程
4．特点
(1)复制方式为半保留复制。
(2)边解旋边复制。
5．DNA分子精确复制的原因
(1)DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。
(2)碱基互补配对原则保证复制准确进行。
6．意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
7．研究DNA复制的常用方法
同位素示踪法和离心法，常用3H、15N标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。
1．DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子的两条链均是新合成的。
(×)
提示：新合成的DNA分子的两条链有一条链是新合成的。
2．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。
(×)
提示：DNA复制时边解旋边复制。
3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。
(×)
提示：在DNA聚合酶的作用下，单个脱氧核苷酸连接到DNA单链片段上形成子链。
4．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。
(√)
5．在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。
(√)
1．将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
2．将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，出现上述结果的原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：依据DNA半保留复制特点，移到普通培养液中的被标记的癌细胞，随着细胞增殖次数的增加，不被标记的癌细胞开始出现并不断增多，故被标记的癌细胞比例减少
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法：放射性同位素示踪法和密度梯度离心法。
(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(4)实验过程与结果：
(5)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
2．图解法分析DNA复制的相关计算
一个亲代DNA连续复制n次后，则：
(1)子代DNA分子数：2n个
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个；
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个。
(2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条；
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个；
②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(简称胸苷)，在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H?胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的3H?胸苷，连续48小时检测小肠绒毛被标记的部位，结果如图(黑点表示放射性部位)。
几小时后检测　　　24小时后检测　　　48小时后检测
思考回答：
(1)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？
(2)处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？
(3)如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？
(4)上述实验假如选用含有3H?尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测：几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？
提示：(1)小肠黏膜层只有a处的细胞能进行DNA复制和细胞分裂。
(2)a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至c处。
(3)小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失。
(4)在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，因为小肠黏膜层上的细胞不断进行mRNA的合成。
考查DNA分子复制的过程和特点
1．如图为真核细胞中DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP
C．DNA在复制过程中是先进行解旋，后进行半保留复制
D．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
C　[由图分析得知，DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，这种方式叫做半保留复制，A正确；解旋酶能断开双链间的氢键，使双链DNA解开，此过程需要消耗ATP，B正确；DNA在复制过程中，边解旋边进行半保留复制，C错误；DNA分子中的两条链是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以合成两条子链的方向是相反的，D正确。]
2．正常情况下，DNA分子在复制时，DNA单链结合蛋白能与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是大肠杆菌DNA复制过程的示意图，下列有关分析错误的是(　　)
A．在真核细胞中，DNA复制可发生在细胞分裂的间期
B．DNA复制时，两条子链复制的方向是相反的，且都是连续形成的
C．图中所示过程可发生在大肠杆菌的拟核中，酶1和酶2都是在核糖体上合成的
D．DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对
B　[DNA分子的两条链是反向平行的，从图中可以看出，在复制的过程中，子链的形成是由片段连接而成的，B项错误。]
考查DNA半保留复制的实验分析
3．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA并离心，如图①～⑤为可能的结果。下列叙述错误的是
(　　)
A．子一代DNA应为②
B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④
D．亲代的DNA应为⑤
C　[DNA的复制方式是半保留复制，亲代DNA为15N/15N，在含14N的培养基中培养，子一代的DNA应全为14N/15N，即如图中②，A项正确；子二代DNA中1/2为14N/15N、1/2为14N/14N，即如图中①，B项正确；子三代DNA中1/4为14N/15N、3/4为14N/14N，即如图中③，C项错误；亲代的DNA应为15N/15N，即如图中⑤，D项正确。]
4．(多选)(2020·潍坊模拟)某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的位置分布。下列叙述正确的是(　　)
a　　
b　
c
A．本实验所用的技术包括同位素示踪技术和密度梯度离心技术
B．大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养多代后可得到a管所示结果
C．c管的结果表明该管中大肠杆菌的DNA包括14N/15N及15N/15N
D．本实验结果可证明DNA分子的复制方式为半保留复制
ABD　[a管中条带为重带(15N/15N)，b管中条带为中带(14N/15N)，c管中条带为轻带(14N/14N)和中带(14N/15N)。A项正确：由题干信息“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”“DNA离心后在离心管中的位置分布”可知，本实验所用技术包括同位素示踪技术和密度梯度离心技术；B项正确：大肠杆菌在带15N标记的培养液中培养多代后，根据DNA半保留复制的特点，绝大部分条带为15N/15N，即重带；C项错误：c管中的条带包括一条中带和一条轻带，即DNA包括14N/15N和14N/14N；D项正确：据图可知，整个实验中的DNA经离心后，出现15N/15N、14N/15N和14N/14N三种条带，可证明DNA的复制方式为半保留复制。]
考查DNA复制的相关计算
5．某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是
(　　)
A．在第一次复制时，需要(m－A)个
B．在第二次复制时，需要2(m－A)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个
D　[该DNA分子含胞嘧啶数目为(2m－2A)/2＝(m－A)个，故第一次复制，需要(m－A)个胞嘧啶脱氧核苷酸；第二次复制时是以两个DNA分子为模板复制出4个DNA分子的过程，所以需要胞嘧啶脱氧核苷酸数目为2(m－A)个；DNA复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m－A)(2n－1)个；第n次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目是n次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数减去(n－1)次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目，即(m－A)(2n－1)－(m－A)(2n－1－1)＝2n－1(m－A)个。]
6．(2020·河北衡水中学四调)一个双链均被32P标记的DNA由5
000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是
(　　)
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．第三次复制需要2．1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4
B　[DNA分子中共有10
000个碱基，其中胞嘧啶3
000个，DNA第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3
000－(22－1)×3
000＝1．2×104(个)。]
　准确把握DNA复制的相关计算问题
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目：碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
课标要求
核心素养
1．DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。2．并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。3．细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。4．DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。
1．DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。3．DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。4．DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。7．基因是具有遗传效应的DNA片段。8．染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2020·北京等级考模拟)大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧核苷酸均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。下列对此实验的理解错误的是(　　)
第一次复制得到的DNA　　第二次复制被阻断后的DNA
A．DNA复制过程中，双链会局部解旋
B．Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C．双链DNA复制仅以一条链作为模板
D．DNA复制方式是半保留复制
C　[双链DNA复制是两条链分别作为模板进行的。]
2．(2020·7月浙江选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．①表示胞嘧啶　
B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖
D．④表示氢键
D　[根据碱基互补配对原则可知，DNA结构中与A配对的是T，①表示胸腺嘧啶，A项错误。与G配对的是C，②表示胞嘧啶，B项错误。脱氧核苷酸中的单糖③表示脱氧核糖，C项错误。④表示氢键，D项正确。
]
[全国卷·命题研析借鉴]
3．(2019·天津高考)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究(　　)
A．DNA复制的场所
B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输
D．细胞膜脂质的流动
A　[脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A项符合题意。]
4．(2018·海南高考)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　)
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
D　[一个14N14N的DNA分子利用15N的培养基复制两代，再转到含有14N的培养基中复制一代共产生8个DNA分子，其中6个DNA分子为15N14N，两个DNA分子为14N14N。]
5．(2017·海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，
可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
D　[双链DNA分子中A＝T，C＝G，前者之间是两个氢键，后者之间是三个氢键，碱基序列不同的双链DNA分子，前一比值不同，后一比值相同，A错误；前一个比值越小，双链DNA分子的稳定性越高，B错误；当两个比值相同时，不能判断这个DNA分子是双链，因为假设A＝30，G＝30，C＝30，T＝30，这条链可能是单链也有可能是双链，C错误；双链DNA的复制方式为半保留复制，经半保留复制得到的DNA分子仍为双链，后一比值等于1，D正确。]
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13
-(共108张PPT)
第3讲　基因的表达
第六单元
遗传的分子基础
01
考点一
遗传信息的转录和
翻译
知识·能力·素养
考法·考技·考能
核糖核苷酸
核孔
单
识别并转运氨基酸
核糖体
蛋白质
T(胸腺嘧啶)
核糖
单链
DNA的一条链
mRNA
mRNA
有利于提高翻译的效率
61
3
地球上几乎所有的生物体共用一套遗传
密码
各种生物都有一定的亲缘关系
多种密码子编码同一种氨基酸的现象
增强了容错性，减少蛋白质或性状的
差错
mRNA
tRNA
核糖体
×
√
×
×
×
√
02
考点二
中心法则及基因对
性状的控制
知识·能力·素养
考法·考技·考能
克里克
转录
RNA复制
逆转录
蛋白质的结构
酶的合成来控制代谢过程
环境
基因
×
×
×
√
√
×
03
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
1
2
3
4
5
6
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5
6第3讲　基因的表达
课标要求
核心素养
1．概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
1．结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程(生命观念)2．运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成的过程(科学思维)3．结合实例分析基因表达的异常情况(社会责任)
考点一　遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构和种类
(1)基本单位：核糖核苷酸。
(2)组成成分：
(3)结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
(4)种类及功能：
(5)DNA与RNA的区别：
物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链
2．遗传信息的转录
(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)转录过程(见图)：
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。
②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。
③密码子的统一性：地球上几乎所有的生物体共用一套遗传密码。密码子的统一性说明了各种生物都有一定的亲缘关系。
④密码子的简并性：多种密码子编码同一种氨基酸的现象。密码子简并性的意义：一方面增强了容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译的效率。
(3)翻译过程
总结：翻译需要的6个条件：模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、能量(ATP)、酶、
tRNA、核糖体。
(人教版必修2
P67图改编)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？
(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示：(1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
(2)由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
(3)图中c所指的三条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
1．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。
(√)
2．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。
(×)
提示：基因进行转录时是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的。
3．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个。
(×)
提示：DNA上可能有不具有遗传效应的片段，且基因会选择性表达，因此mRNA分子的碱基数小于n/2个。
4．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。
(×)
提示：终止密码子无对应的反密码子。
5．一种氨基酸只由一种tRNA转运。
(×)
提示：一种tRNA转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
6．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。
(√)
1．真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mRNA含有900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成，这说明了________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：刚转录出来的mRNA需要加工
2．起始密码子AUG决定甲硫氨酸，而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸，原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉
3．原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译
1．DNA复制、转录、翻译的比较
(1)区别
DNA复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
核糖体
模板
DNA的两条链
DNA(或基因)的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
条件
模板(DNA两条链)、原料(脱氧核糖核苷酸)、酶(解旋酶、DNA聚合酶)、能量(ATP)
模板(DNA或基因的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)、能量(ATP)
模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、能量(ATP)、酶、tRNA、核糖体
产物
2个双链DNA
1个单链RNA
多肽链
产物去向
传递到两个子细胞或子代
通过核孔进入细胞质
组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点
①半保留复制②边解旋边复制
边解旋边转录，DNA双链全保留
一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
碱基配对方式
A—T，T—A，G—C，C—G
A—U，T—A，G—C，C—G
A—U，U—A，G—C，C—G
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
意义
传递遗传信息
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
(2)联系：
2．转录和翻译过程中相关数量的计算
(1)相关数量关系：基因碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1(忽略终止密码子)。
(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。
①mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1．油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
甲　　　　　　　　　　　乙
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，请解析原因。
提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。
(2)基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多。
2．为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。
分组
实验处理
实验结果
实验组
用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉
链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高
对照组
用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉
链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶是由细胞核DNA控制合成的还是线粒体DNA控制合成？线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有没有影响？
提示：由实验结果看出链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由细胞核DNA控制合成，因为线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高。线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有反馈作用，线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常。
考查遗传信息的转录和翻译过程
1．(2020·莆田市检测)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是(　　)
A．转录产生的mRNA碱基序列与非模板链相同
B．细胞内所有的RNA都在细胞核内合成
C．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
D．一个DNA分子只能转录产生一种RNA分子
C　[转录产生的mRNA碱基序列中有U，非模板链中有T，A项错误；线粒体和叶绿体中也能合成RNA，B项错误；转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列，C项正确；转录是以基因为单位的，因此一个DNA分子能转录产生多种RNA分子，D项错误。]
2．如图是蛋白质合成过程示意图，合成过程由5′端开始，到3′端结束。下列相关叙述错误的是(　　)
A．⑤是蛋白质的彻底水解产物之一
B．合成过程中，“肽链—tRNA”由P位进入A位
C．②与③之间可能发生碱基互补配对
D．唾液腺细胞中的①多于心肌细胞中的①
B　[⑤表示氨基酸，是蛋白质彻底水解的产物之一，A正确；核糖体沿mRNA分子从5′端向3′端移动一个密码子距离，使A位的“肽链—tRNA”进入P位，B错误；②表示密码子，③表示反密码子，②与③之间可能发生碱基互补配对，C正确；①表示核糖体，唾液腺细胞要分泌唾液，细胞内的核糖体要多于心肌细胞中的，D正确。]
3．(2020·湖北部分重点中学模拟)某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程
B．过程②四个核糖体合成的蛋白质不同
C．过程①中的酶能使DNA碱基对间的氢键断裂
D．与过程②相比，过程①中特有“A—U”配对
C　[根据图示分析可知，转录和翻译同时进行，可推测该过程发生在原核细胞中，而毛霉属于真核生物，A错误；过程②四个核糖体利用的模板相同，因此合成的蛋白质相同，B错误；过程①为转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶，当RNA聚合酶与DNA的某一部位结合时，DNA片段的双螺旋解开，以其中的一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料完成转录，C正确；转录和翻译过程中都存在“A—U”配对，D错误。]
考查遗传信息、密码子和反密码子
4．下列关于遗传信息、密码子、反密码子的叙述，正确的是(　　)
A．mRNA上三个相邻的碱基，决定一个氨基酸，称为密码子
B．每一种密码子都与一种反密码子相互对应
C．DNA上核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D．每个氨基酸都对应一种密码子
A　[遗传密码是指mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，A正确；终止密码子不对应任何一种氨基酸，故不是每一种密码子都与一个反密码子相互对应，B错误；DNA上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，C错误；密码子具有简并性，一种氨基酸可以对应一种或多种密码子，如甘氨酸对应的密码子有GGU、GGC、GGA、GGG，D错误。]
5．(多选)(2021·辽宁适应性测试)如图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图中tRNA的p端是结合氨基酸的部位
B．丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C．单链tRNA分子内部存在碱基互补配对
D．转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
[答案]　CD
　遗传信息、密码子与反密码子的关系
结合信息考查基因的表达及调控
6．真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子都转录在一条前体mRNA中，前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后，再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列叙述错误的是(　　)
A．前体mRNA的合成过程需要RNA聚合酶参与
B．基因的内含子中含有转录成终止密码子的片段
C．内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变
D．将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置
B　[前体mRNA通过转录过程合成，而转录需要RNA聚合酶的参与，A正确；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此基因的内含子中不含有转录成终止密码子的片段，B错误；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变，C正确；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置，D正确。]
7．(多选)(2020·章丘四中月考)如图是科研人员利用乙烯合成酶的反义基因，通过转基因技术获得耐储存的转基因番茄的过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶基因
B．乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因的区别是转录mRNA的模板链不同
C．由图可知过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则
D．转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯合成酶基因的翻译过程受阻
BCD　[由图示可知，该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶的反义基因，A错误；由图示可知，乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因都是由α链和β链组成，区别是转录mRNA的模板链相反，使二者转录出的mRNA能互补配对，形成双链RNA，B正确；由图可知过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则，通过反义mRNA与乙烯合成酶转录的mRNA结合，阻碍乙烯合成酶mRNA的翻译过程，C正确；由以上分析可知，转基因番茄中乙烯含量低的原因是由于乙烯合成酶基因的反义拷贝转录出的反义mRNA与翻译模板的结合，使乙烯合成酶基因的翻译过程受阻，D正确。]
考点二　中心法则及基因对性状的控制
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解：
①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA复制；⑤逆转录。
(3)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：
DNARNA蛋白质。
(4)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：
。
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径
①方式：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病等
(2)间接控制途径
①方式：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
②实例：
a．白化病致病机理图解
b．豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
3．基因与性状的关系
(1)一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)
(2)一个基因多种性状(如基因间相互作用)
(3)多个基因一种性状(如身高、体重等)
(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型也可能相同。
(人教版必修2
P70)线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，进而控制生物的性状。线粒体和叶绿体中基因控制的性状只能通过母方遗传给后代，请解释原因。
提示：受精时，精子的头部进入卵细胞中，受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞。
1．HIV中能完成逆转录过程。
(×)
提示：HIV感染人体细胞，在细胞内完成逆转录过程。
2．豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(×)
提示：豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状。
3．白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。
(×)
提示：白化病是病人体内不能合成酪氨酸酶造成的。
4．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。
(√)
5．两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。
(√)
6．淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA，属于基因重组。
(×)
提示：基因中插入一段外来DNA，使基因结构发生改变，属于基因突变。
1．在寒冷水域和温暖水域中生活的章鱼，二者K＋通道的基因序列相同，但在相同强度的刺激下，K＋通道灵敏度有很大差异，这一现象说明
____________________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：生物的性状是基因与环境共同作用的结果
2．端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。由此可推知发生了怎样的生理过程？其中端粒酶中的蛋白质起着怎样的作用？
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：发生了逆转录过程，端粒酶中的蛋白质为逆转录酶，起着催化以RNA为模板合成DNA的作用
不同细胞或生物的中心法则
(1)能分裂的细胞及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
(4)不能分裂的细胞的中心法则：
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。
提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。
考查中心法则
1．(多选)(2020·青岛模拟)新型冠状病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。如图表示冠状病毒的增殖过程。下列说法正确的是(　　)
A．冠状病毒属于RNA病毒，病毒自身含有逆转录酶
B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞的核糖体上合成
C．病毒RNA可直接作为翻译的模板
D．RNA上结合多个核糖体的意义是可以迅速合成大量病毒所需的蛋白质
BCD　[冠状病毒属于RNA病毒，由于图示没有体现以RNA为模板合成DNA过程，所以不能说明冠状病毒体内含有逆转录酶，A错误；病毒没有细胞结构，其RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成，B正确；根据图示，病毒RNA可直接作为翻译的模板，合成病毒蛋白，C正确；RNA上结合多个核糖体可以迅速合成大量病毒所需的蛋白质，D正确。]
2．研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是(　　)
A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③过程
B．HIV攻击人体细胞时，人体细胞不能产生HIV的抗体
C．通过④过程形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上
D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
B　[人类免疫缺陷病毒(HIV)的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板，需要经过逆转录过程形成DNA，然后再通过转录和翻译过程形成蛋白质外壳，即子代病毒蛋白质外壳至少要通过图中的④②③过程完成，A正确；人体细胞可以在HIV的刺激下产生相应的抗体，B错误；通过④(逆转录)过程形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，并伴随宿主细胞DNA复制而复制，C正确；HIV为逆转录病毒，逆转录过程需要逆转录酶的催化，因此科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病，D正确。]
　“三看法”判断中心法则各过程
考查基因对性状的控制
3．(2020·河北衡水冀州中学期中)如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是
(　　)
A．①②和⑦⑥都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中
B．由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律
C．生物体中一个基因只能决定一种性状
D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状
A　[由图可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达，A正确；仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循基因的自由组合定律，因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与控制多种性状，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，间接控制生物的性状，D错误。]
4．(2020·广东六校联考)长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25
℃，将孵化后4～7天的长翅果蝇幼虫放在35～37
℃的环境中处理6～24小时后，得到了一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在25
℃下产生的后代仍是长翅果蝇。下列相关叙述错误的是(　　)
A．环境条件的改变可以引起生物性状的改变
B．控制果蝇翅型基因的表达受温度影响
C．果蝇翅的发育可能与某种酶有关
D．本实验中残翅果蝇的产生是基因突变的结果
D　[生物的性状是基因型和环境共同作用的结果，根据题目信息，长翅果蝇发生的变异是环境影响的结果。环境温度影响酶的活性，进一步影响了基因的表达，遗传物质没有发生变化。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。2．翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。3．并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。4．一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。5．RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。
1．RNA与DNA在化学组成上的区别：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2．转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3．决定氨基酸的密码子位于mRNA上，有61种，反密码子位于tRNA上。4．基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·广东选择考适应性测试)同工酶是指催化相同的化学反应，但其分子结构、理化性质乃至免疫学性质不相同的一组酶。同工酶可因编码基因的不同、转录或翻译后加工过程的不同而产生差异。对同一个体而言，下列叙述错误的是(　　)
A．相同反应条件，同工酶催化效率相同
B．不同的组织，同工酶催化的底物相似
C．不同的同工酶，mRNA序列可能相同
D．相同的细胞，同工酶的编码基因相同
A　[同工酶的分子结构与理化性质存在差异，在相同的反应条件下，催化效率不一定相同，A错误；因为同工酶催化相同的化学反应，故它们催化的底物相似，B正确；同工酶可因翻译后加工过程的不同而产生差异，故不同的同工酶，mRNA序列可能相同，C正确；同一个体的相同细胞中，同工酶的编码基因相同，D正确。]
2．(多选)(2021·河北选择性考试模拟)生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。下列叙述正确的是(　　)
A．tRNA分子上的反密码子决定了其携带的氨基酸
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
BD　[A、mRNA分子上的密码子决定了相应的tRNA携带的氨基酸的种类，A错误；B、题中显示，某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA，该tRNA的存在可能使新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置被替换为甘氨酸，B正确；C、根据题目信息可知，此种突变产生了校正tRNA，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列中的遗传密码序列，C错误；D、校正tRNA分子的作用是校正发生错误的翻译的过程，故某些突变引发密码子改变，但由于校正tRNA分子的存在使得该位置的氨基酸未发生改变，D正确。故选BD。]
3．(2020·海南等级考)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述，正确的是(　　)
A．转录时基因的两条链可同时作为模板
B．转录时会形成DNA?RNA杂合双链区
C．RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程
D．翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性
B　[转录是以DNA(基因)的一条链为模板的，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程，会形成DNA?RNA杂合双链区，B正确；RNA聚合酶结合启动子启动转录过程，C错误；翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶，D错误。]
4．(2020·海南等级考)赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)参与种子萌发的调控。某课题组首先证实，GA处理大麦种子能引起α?淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加，他们又进一步用GA、ABA对大麦种子进行不同处理，检测处理后的大麦种子α?淀粉酶合成量，结果如表(“＋”表示有，“－”表示无，其中“＋”的数量表示α?淀粉酶合成量的多少)。
分组处理
对照组
加GA
加ABA
加GA和ABA
α?淀粉酶合成量
＋＋
＋＋＋
－
＋
下列有关叙述正确的是(　　)
A．GA在翻译水平上诱导α?淀粉酶的合成
B．ABA能促进大麦种子淀粉的水解
C．GA与ABA在α?淀粉酶合成方面具有拮抗作用
D．能合成ABA的大麦种子易穗上发芽
C　[由题可知，“GA处理大麦种子能引起α?淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加”，GA在转录水平上诱导α?淀粉酶的合成，A错误；α?淀粉酶促进淀粉的水解，当α?淀粉酶减少，淀粉的水解受到抑制，B错误；GA促进α?淀粉酶的合成，ABA抑制α?淀粉酶的合成，C正确；因为ABA抑制α?淀粉酶的合成，因此ABA抑制种子的萌发，能合成ABA的大麦种子穗上发芽现象减弱，D错误。]
[全国卷·命题研析借鉴]
5．(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
C　[根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B项正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C项错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D项正确。]
6．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为____________________________________________________
____________________________________________________。
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA　GAG
酪氨酸
UAC　UAU
组氨酸
CAU　CAC
[解析]　(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。
[答案]　(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG
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17
-(共42张PPT)
素养加强课6
同位素标记法及其应用
第六单元
遗传的分子基础
01
类型一　
[典例引领]
[素养建构]
[素能训练]
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
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1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
02
类型二
DNA半保留复制与细胞分裂综合中的同位素标记法　
[典例引领]
[素养建构]
[素能训练]
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
碱基
(A/G/C/T)
Ho-P-0-P--0-P--0--CH2
0
000
HH
X在
ddntP中表示H
x在dNTP中表示0H区
点此进入
解析答案
实验
细菌N培养基破碎细菌细离心产
胞提取DNA
结果A
实验二:/细N培养基」破碎细菌细离心结果B
胞提取DNA
1N培养基破碎细菌
细胞提取
离
培养20
min
DNA
心7果
细|15N培养基细
破碎细菌结
菌培养一段时间
菌
4N培养基细胞提取离果
培养40min
DNA
D
破碎细菌
14N培养基
细胞提取^果
培养60
min
DNA
轻链
杂合链
轻链DNA
DNA
重链
DNA
杂合链
⑦DNA
DNA
结果A结果B
结果C
结果D
结果F
亲代刚两条深色链表示具有“放射性
99
1个DNA
(供给无放射性的原料)
分子
着丝点
新链1每个子代DNA均含
第一次
旧链∫亲代DNA链
复制8
着丝占,∠
第二次复制中期:每条
旧链染色体都带“放射性”,
m第二次人
复制
>新链但每条染色体都只有
条染色单体带“放射性”
仅分析
着丝点分
其中一第二次复制后期:因着丝
Ⅳ裂,染色
条染色点分裂导致染色体数目加
单体分开图/体着丝倍,但每条染色体移向哪
点分裂一板具有"随机性”
随机移向两极状况
第一次分裂
第二次分裂
复制/V
细胞
复/着丝点(人
C着丝点
染色体一/制分裂(y/复制分裂(A
∏转换
(人b
每条染色体
上的DNA
或或
注:“”为亲代DNA链;“”为利用原料合成的子链
第一次分裂
第二次分裂
着丝点(
细胞
分裂(v)
染色体
复制
转换
每条染色体
上的DNA
注:“”为亲代DNA链;“;”为利用原料合成的子链同位素标记法及其应用
类型一　同位素标记法在高中生物实验中的应用归纳
(2020·山东等级考试样卷)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的伸延立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料
(　　)
①dGTP，dATP，dTTP，dCTP
②dGTP，dATP，dTTP
③α位32P标记的ddCTP
④γ位32P标记的ddCTP
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
[审题指导]　(1)ddNTP能够使正在复制的DNA子链延伸终止。(2)要得到被32P标记的以碱基“C”为末端的，不同长度的子链DNA片段。(3)PCR技术合成DNA的原料是dNTP。
A　[由题意可知，该同学的目的是得到放射性标记C为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，若没有dCTP，则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入双脱氧的C而停止复制，故需有①。由图可知，ddCTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位，故需有③。]
1．同位素标记法在高中生物学中的应用总结
实验目的
标记物
标记物转移情况
实验结论
研究分泌蛋白的合成和分泌过程
用3H标记的亮氨酸
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
各种细胞器既有明确的分工，相互之间又协调配合
研究光合作用过程中物质的利用
HO
HO→18O2
光合作用的反应物H2O的O以O2的形式放出，CO2中的C用于合成有机物
14CO2
14CO2→14C3→(14CH2O)
探究生物的遗传物质
亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S(蛋白质)
子代噬菌体检测到放射性32P，未检测到35S
DNA是遗传物质
验证DNA的复制方式
亲代双链用15N标记
亲代DNA→子一代DNA的一条链含15N
DNA的复制方式为半保留复制
探究DNA复制、转录的原料
3H或15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸
标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸主要集中在细胞核，尿嘧啶核糖核苷酸主要集中在细胞质
标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于合成DNA，尿嘧啶核糖核苷酸用于合成RNA
生长素的极性运输
含14C的生长素
标记物在形态学上端，在形态学下端可检测到标记物，反之不行
生长素只能从植物体的形态学上端运输到形态学下端
2．与荧光标记法的区别
(1)常用的荧光蛋白有绿色和红色两种
①绿色荧光蛋白(GFP)常用的是来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，蓝光或近紫外光照射，发射绿色荧光。
②红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光。
(2)人教版教材中用到的荧光标记法
①《必修1》　P67“细胞融合实验”：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
②《必修2》　P30“基因在染色体上的实验证据”：通过现代分子生物学技术，运用荧光标记的手段，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。
1．(2020·莆田市检测)下列关于同位素标记法应用的描述，不恰当的是(　　)
A．可用18O2探究有氧呼吸的整个过程
B．可用14CO2探究光合作用中碳的转移途径
C．可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白合成和分泌过程
D．可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系
A　[用18O2只能探究有氧呼吸的第三阶段，不能探究有氧呼吸的整个过程。]
2．同位素标记法是生物科学研究中常用的方法。下列叙述错误的是(　　)
A．用14C标记的CO2供给小球藻进行光合作用可证明碳的转化途径
B．将3H标记的亮氨酸注射到胰腺腺泡细胞中可证明生物膜间有联系
C．用14C或18O标记的噬菌体分别侵染细菌可证明DNA是遗传物质
D．将被15N标记的细菌转移到含14N的培养液中可证明DNA的复制方式
C　[用32P或35S标记的噬菌体分别侵染细菌可证明DNA是遗传物质。]
3．(2020·潍坊期中)物理学和化学方法可用于生物学的研究。下列有关叙述错误的是(　　)
A．沃森和克里克利用X射线衍射法研究并推算出了DNA的双螺旋结构
B．科学家通过荧光标记的人、鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性
C．赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记和离心技术证明DNA是遗传物质
D．科学家运用同位素示踪和离心技术证实了DNA的半保留复制
A　[在遗传物质的研究历史上，沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈双螺旋结构。]
4．科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20
min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)：
(1)实验一、实验二的作用是______________________。
(2)从结果C、D看，DNA复制具有________________________的特点。根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为________。
(3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要________等条件。
(4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，然后再离心，结果为F，请在图中表示出。
(5)如果实验C、D、E的结果都为图G，据此可判断DNA分子的复制方式________(填“是”或“不是”)半保留复制。
[解析]　(1)实验一和实验二分别表示被14N和15N标记的DNA的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看，新形成的DNA保留了原来DNA的两条链，DNA复制具有半保留复制的特点；经过60
min后，DNA复制了3次，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子是15N/14N，其余6个DNA分子为14N/14N。(3)复制过程需要模板DNA、原料(四种脱氧核苷酸)、酶和能量等条件。(4)结果C中的DNA分子为15N/14N，解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开，因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。
[答案]　(1)对照　(2)半保留复制　1　(3)酶、能量　(4)如图
(5)不是
类型二　DNA半保留复制与细胞分裂综合中的同位素标记法
(2020·北京101中学检测)蚕豆根尖细胞在含3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
[审题指导]　(1)确定亲代DNA分子标记情况。根据题干信息和DNA半保留复制的特点，可确定亲代DNA分子(未被标记)→放入含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，所得子代DNA分子均有一条链被标记。(2)确定原料的标记情况：放入不含放射性标记的培养基培养至中期，所得子代DNA分子一半未被标记，一半只有一条链被标记。
B　[蚕豆根尖细胞在含3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期后，产生的子细胞中，每条染色体的DNA分子的两条链有一条被标记，然后在不含3H放射性标记的培养基中继续分裂至中期，中期的染色体的两条染色单体只有一条染色单体被标记。]
1．DNA分子半保留复制图像及解读
2．有丝分裂中核DNA和染色体的标记情况分析
有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。
3．减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析
在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
1．用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，让其分裂1次……N次。若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是40条和2条，则这至少是第几次分裂的分裂期(　　)
A．第1次　　B．第2次　　C．第3次　　D．第4次
C　[由染色体总条数为40条可知是分裂后期，若是第1次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为40条；若是第2次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为20条；若是第3次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为0～20条。]
2．将某雄性动物(染色体数为2N)的一个生殖细胞的全部DNA分子双链经32P标记后，置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　　)
A．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B．若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂
D．若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
B　[若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，子细胞中每条染色体都含有32P；当细胞处于第二次有丝分裂中期时，每条染色体上只有1个染色单体含32P，当细胞处于第二次有丝分裂后期时，着丝点分裂后新形成的子染色体随机移向细胞两极，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞为2个或3个或4个，A错误；若进行减数分裂，DNA只复制一次，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，子细胞中每条染色体都含32P，因此含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，说明DNA只复制一次，则一定进行减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，说明DNA分子复制不止一次，则一定进行有丝分裂，D错误。]
3．(2020·深圳模拟)取某XY型性别决定的动物(2n＝8)的一个精原细胞，在含3H标记胸腺嘧啶的培养基中完成一个细胞周期后，将所得子细胞全部转移至普通培养基中完成减数分裂(不考虑染色体片段交换、实验误差和质DNA)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．一个初级精母细胞中含3H的染色体共有8条
B．一个次级精母细胞可能有2条含3H的X染色体
C．一个精细胞中可能有1条含3H的Y染色体
D．该过程形成的DNA含3H的精细胞可能有6个
B　[由于DNA半保留复制，经过一个细胞周期后，形成的2个精原细胞中所有核DNA都有1条链带有3H标记。由精原细胞到初级精母细胞时，又经过了一次DNA复制，此时，每条染色体都有1条染色单体含3H，即含3H的染色体共有8条，A项正确；一个次级精母细胞有0、1或2条X染色体，但由于初级精母细胞染色体的DNA只有一条链含3H，所以即便在减数第二次分裂后期，某次级精母细胞中含有2条X染色体的情况下，该细胞也只有1条X染色体含3H，B项错误；经减数分裂形成的两个含有1条Y染色体的精细胞中，其中一个精细胞中Y染色体不含3H，一个精细胞中Y染色体含3H，C项正确；由于在减数第二次分裂后期含3H的核DNA分子将随机分配到细胞的两极，因此一个精原细胞经过减数分裂产生的DNA含3H的精细胞可能是2、3、4个，由于进行减数分裂的精原细胞有2个，而2个精原细胞经过减数分裂可形成8个精细胞，其中DNA含3H的精细胞可能有4、6、8个，D项正确。]
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